타이어같은 고무는 불이 나면 불 끄기가 힘든데 왜 그런가요?

Question

타이어 판매점에서 불이난 사진을 보니 유독해 보이는 검은 연기가 나느걸 보게 되던데요, 이런 타이어같은 물질들은 불이 났을때 불 끄기가 상당히 힘든데 왜 그렇게 화재 진압이 힘든가요?

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안녕하세요, 이글스님. 이중철 전문가입니다.

먼저, 타이어와 같은 고무 화재는 석유화학 기반의 탄화수소 고분자와 카본블랙으로 구성되어 발열량이 석탄에 맞먹을 정도로 극히 높은 데다, 연소 시 고무가 녹아내리며 인화성 기름을 뿜어내고, 도넛 형태의 입체적 구조 속에 산소를 가두며 내부에서 끊임없이 타오르는 심부 화재 특성을 지니기 때문에 일반적인 물 분무로는 진압이 매우 어렵답니다.

■ 석유계 고분자 조성에 따른 막대한 발열량과 액화 현상

타이어는 천연고무와 합성고무, 석유 추출물인 카본블랙과 유황, 유기 오일 등이 결합된 거대한 탄화수소 덩어리입니다. 이로 인해 연소 시 발생하는 열량이 석탄이나 중유와 맞먹을 만큼 막대하여 주변 온도를 순식간에 1,000도 이상으로 끌어올리는데요. 열을 받으면 고무가 단순 연소하는 데 그치지 않고 열분해를 일으켜 끈적끈적한 액체 기름 형태로 녹아내립니다. 기름과 물이 섞이지 않듯이, 타오르는 고무 기름 표면에 물을 뿌리면 물이 침투하지 못하고 튕겨 나가거나 증발 압력으로 인해 오히려 불붙은 기름을 사방으로 비산시켜 화재를 번지게 할 위험이 있습니다. 여기에 불완전 연소로 뿜어져 나오는 유독한 황화수소와 일산화탄소, 시안화수소, 그리고 짙은 카본 그을음은 소방대원의 시야를 완전히 차단하고 열기와 유독가스로 인해 근접 진입을 가로막는 커다란 장벽이 됩니다.

■ 도넛형 구조의 산소 공급과 낮은 열전도율에 의한 재발화

타이어의 독특한 기하학적 형태와 고무의 물리적 성질 또한 진화를 극도로 방해합니다. 가운데가 뚫린 둥근 도넛 형태는 외부에 물이 닿더라도 빈 공간 내부에 공기와 산소를 계속 머금고 있어 화염을 유지하는 굴뚝 역할을 하는데요. 타이어가 수십, 수백 개씩 겹겹이 쌓여 있는 환경에서는 고압 소방용수를 쏘더라도 적재물 안쪽 깊숙한 발화점까지 물줄기가 도달하지 못합니다. 또한 고무는 열전도율이 매우 낮아서 표면의 불길을 물로 잠시 냉각하더라도 고무 내부 깊은 곳에는 수백 도 이상의 고열이 보존되는 심부 화재가 지속되는데요. 겉면의 수분이 증발하고 공기가 다시 통하면 내부의 숨은 불씨가 순식간에 되살아나는 재발화가 며칠씩 반복되므로, 일반 물 대신 질식 소화용 폼 약제나 모래, 흙을 대량으로 덮어 공기 유입을 완전히 차단해야만 진압할 수 있어요.

정리하자면,

타이어 화재는 석유계 고분자가 녹아내리며 방출하는 막대한 열에너지와 기름 성분, 도넛 형태 내부에 갇힌 산소, 그리고 낮은 열전도율로 인해 내부 불씨가 보존되며 끝없이 재발화하는 복합적인 물리화학적 특성 때문에 물을 이용한 일반적인 냉각 소화가 통하지 않아 진압에 막대한 시간과 특수 소화 기법이 요구된답니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉